如何提高大型筒节锻件切削效率？

针对大型简节锻件切削过程，特别是粗车过程中切削效率低,刀具容易(冲击、粘结)破损、切削热量大、断屑难等突出问题，研究分析了简节重型车削中导致这些问题的主要原因，现就刀具材料优选、刀具几何参数优化、刀片断屑槽型优化、粗车筒节切削参数优化以及采用合理冷却方式等工艺措施进行探讨。

1.刀具材料的优选

针对制造简节锻件材料本身的特殊性，要解决车削简节刀具容易冲击、粘结破损的问题，对刀具材料的选择很重要。这就要求刀具材料要具备很高的抗弯强度、良好的冲击韧性，红硬性和耐磨性，而且应具备很好的散热性能。一般刀具材料的硬度应高于工件材料很多，才能正常切削，而加工大型简节锻件的刀具材料硬度至少应该高于HRC60。考虑生产成本及加工效率要求，可选用硬质合金基底、陶瓷涂层的刀片。

2.刀具几何参数的优化

在难加工材料的切削加工中,刀具几何参数非常重要,特别是角度参数。大型筒节锻件切削过程中，切削力非常大,可达到几吨。车刀的冲击破损，很大程度上是因为刀具角度刀尖冲击破损选择不合理。要是刀具角度选择合理，有可能用脆性材料也能加工。因为，在重型车削当中,刀具冲击破损主要集中在刀尖上，所以应从保护刀尖和增加刀片强度方面出发来选择或设计具有合理角度的刀片。

3. 刀片断屑槽型优化

断屑槽通常可以按用途分为精加工、半精加工和粗加工用断屑槽。为了改进刀片在粗车难加工材料时的切削性能，提高刀片使用寿命，应对其断屑槽进行优化。比如采用负倒棱和凹坑、负倒棱和椭圆球负倒棱和波浪形散热槽组合的断屑槽槽型。因为切削过程中，切屑从刀具前刀面流出时，切屑底层与断屑槽的槽底发生强烈的摩擦，会产生大量的热量，切削热不断地从切屑传递到刀片，致使刀片产生磨损。在断屑槽底切出一个凹坑可以使刀片与切屑底层的接触面积达到很少,以减少刀片的磨损，提高刀片的使用寿命。适当的正前角负倒棱设计是为了降低切削过程中产生的切削力。

4.重型切削参数的优化

应对简节车削过程中的切削参数进行优化，在实际生产过程中对切削参数进行统计、分析和研究，用数理统计的方法，归纳出一套适合大型简节锻件切削加工的实用数据。

5.切削过程中采用合理的冷却方式

大型筒节锻件的材料特殊，强度高，韧性大，在进行切削时，会产生大量的热。由于该零部件尺寸规格大，加工场地需要平整、宽阔，在切削过程中会产生大型切屑，若采用冷却效果好的水冷基冷却液冷却，会由于大量冷却液的流淌，导致加工现场环境污染,不利于车床的保洁与大型切屑的处理。所以，对于这种重型切削，应该采用污染小、能保证加工环境卫生整洁的冷却方法，例如采用气雾冷却或高压风冷。

6.粗车后放置冷却

由于简节锻件是核电和石油化工的重要零件，其加工精度要求高，又由于筒节尺寸巨大，考虑到温度对后续加工的影响，需要对其在粗车后进行放置冷却处理以释放应力和粗加工产生的热变形,从而提高产品的合格率。因此，放置所需时间以不影响下道工序加工精度为准。

山西中重重工集团有限公司通过对大型简节锻件切削加工过程中的难点进行介绍，分析其切削过程中引起生产效率低、车削过程中刀具破损严重等原因。提出了从加工用刀具入手（刀具材质优选、刀具几何角度优化、刀片断屑槽优化）配合加工参数的优化以及合理的冷却方式等方案，一定程度上解决了大型简节锻件切削加工难题。选择中重，选择品质！